- 1、本文档共50页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第五章 岩石爆破基本原理
第 5 章 岩石爆破基本原理
第 1 节 爆破破碎原理
炸药在岩体内爆炸瞬间释放出巨大的能量,使岩体产生不同程度的变形和破坏。
为了达到低能耗、高效率破碎岩体的目的,并能有效地控制爆破产生的各种危害,
就必须了解爆炸荷载作用下岩体的变形与破坏规律,分析爆破破碎原理,指导爆破
设计与施工。只有这样,才能合理地确定爆破参数和有效地控制爆破作用。
由于炸药的爆炸反应是高温、高压和高速的瞬态过程,岩体性质和爆破条件复
杂多变,加之爆破工作具有较大的危险性,因此给直接观测和研究岩体的爆破破坏
过程造成了极大的困难。迄今为此,人们对岩体爆破作用过程仍然了解得不透彻,
尚不能形成一套完整而系统的爆破理论。
尽管如此,随着长期实践经验的积累和现代科学技术的发展,借助先进的爆破
测试技术以及模拟爆破试验,对爆破作用原理的研究取得了较大的进展,提出了多
种岩体爆破机理的观点,在一定程度上反映了岩体的爆破破坏规律,具有一定的指
导意义和实用价值。
一、爆破作用的基本原理
1. 爆破破坏作用的基本观点
爆破破坏作用的观点很多,大致可归纳为如下三种:
(1) 爆轰气体破坏作用的观点。从静力学的观点出发,认为药包爆炸后,产
生大量的高温、高压气体。这种气体膨胀产生的推力作用在药包周围的岩壁上,引
起岩石质点的径向位移。当药包埋深不大时,在最小抵抗线方向(即地表方向),岩
1
石移动的阻力最小,运动速度最高。由于存在不同速度的径向位移,在岩体中形成
剪切应力,当这种剪切应力超过岩石的动态抗剪强度时就会引起岩石破裂。在爆轰
气体膨胀推力作用下,自由面附近的岩石隆起、开裂,并沿径向方向推出,如图 5
—1。这种观点不考虑冲击波的破碎作用。
(2 ) 应力波破坏作用观点。从爆炸动力学的观点出发,认为药包爆炸产生强
烈的冲击波,冲击、压缩周围的岩体,造成邻近药包的岩体局部压碎,之后冲击波
衰减为压应力波继续向外传播。当压应力波传播到岩体界面(自由面)时,产生反
射拉应力波,若此拉应力波超过岩石的动态抗拉强度时,从界面开始向爆源方向产
生拉伸片裂破坏,如图 5—2 所示。这种观点不考虑爆轰气体的膨胀推力作用。
a ) b )
图5—1 爆轰气体剪力破坏作用
a )剪应力作用;b )爆轰气体膨胀推力破坏
图5—2 反射拉应力波产生片裂破坏图
2
(3 ) 应力波和爆轰气体共同作用的破坏观点。这种观点认为岩体破裂是爆炸
应力波和爆轰气体膨胀推力共同作用的结果。近年来的理论和实践研究表明,这种
观点比较符合工程实际。
2 . 爆破作用过程
药包起爆以后,炮孔(或药室)内产生的压力呈突跃式升高,而后缓慢下降,
如图 5—3 所示。这种压力随时间而变化的特点,反映了以下的两种爆破作用过程:
(1) 应力波的动态作用过程。药包起爆后,爆轰波首先作用于孔壁,在岩石
中激起强烈的冲击波。在固体介质内,这种冲击波以应力波的形式从孔壁向周围高
t
速传播,它的作用时间很短,如图 5—3 中的 ,波峰应力值高,当其强度大于岩石
1
的动载强度时,岩石便产生破坏,所以属于动态破坏的作用过程。
(2 ) 爆轰气体的似静压作用过程。应力波过后,是爆轰气体在密闭空腔内持
续膨胀的作用过程,如图 5—3 中的t2 。该过程的压力较低,但变化较慢,作用时间
较长,在岩体中产生似静应力场,当其应力大于岩石的强度时,岩石破坏,所以属
于似静压作用过程。
由此可见,在爆破能量的作用下,岩体破
文档评论(0)